孙晓光 孙宁 刘大鹏 王启涵
（国网烟台供电公司 山东烟台 264000）
摘要：三相交流电力系统中性点与大地之间的电气连接方式，称为电网中性点接地方式。中性点接地方式涉及电网的安全可靠性、经济性。同时直接影响系统设备绝缘水平的选择、过电压水平及继电保护方式、通讯干扰等。本文以某110kV变电站为例，对配电网的中性点接地进行了相关分析。
关键词：10kV配电网；中性点；接地；小电阻
随着城市建设和供电服务水平的快速提升，中性点接地方式的准确选择及其在不同条件下的具体实施就具有越来越重要的实际意义。中性点接地方式直接影响到供电的可靠性；线路和设备的绝缘水平；单相短路电流对设备的损伤程度；继电保护及自动装置功能等。所以中性点的选择对配电网运行具有重要意义。
一、10 kV配电网中性点接地方式的选择
某110kV变电站10kV侧均采用消弧线圈接地方式，均为自动调谐型。消弧线圈接地系统在运行中暴露出来的问题主要如下：随着10kV电缆线路长度的增加，系统的容性电流迅速增加，部分变电站存在着消弧线圈补偿容量不足、甚至欠补偿的问题。该变电站单相接地电容电流情况如图表所示，变电站10kV母线容性电流已经接近、达到甚至超过了消弧线圈所能补偿的最大感性电流。为使消弧线圈能够实现过补偿并具有一定的调节裕度，需要继续增大接地变压器和消弧线圈的容量，然而，继续增加消弧线圈的容量已经十分困难。
该地区配电网中性点接地方式有如下选择：1）采用消弧线圈接地方式。考虑到未来该地区10kV线路将采用电缆敷设方式，且目标网架为双环网或单环网，电网发展后期每段10kV母线容性电流均达到200A以上，需要配置1200kVA 以上容量的消弧线圈，这将极大提高变电站建设成本，也为站内设备布置带来麻烦；同时，消弧线圈在电缆网系统中的使用，更为设备及人身安全带来隐患。2）采用小电阻接地方式。对于中压配电网中性点经消弧线圈接地系统，当单相接地故障电流达到100A时，宜采用经低电阻接地方式。根据该地区配电网现状和发展规划，对于一、二类区域以及基本以电缆线路供电的区域的配电网中性点宜采用经低电阻接地。如市中心区、部分集中且面积较大的经济技术开发区应采取经低电阻接地方式。
鉴于该地区电网现状及未来电网规划定位，综合考虑该地区变电站已经采用小电阻接地方式运行多年，积累了丰富的运行经验，决定逐步实施110kV变电站10kV中性点经小电阻接地系统改造工作。
二、系统改造设备安装及保护配置
1、小电阻接地设备安装及其位置。由于该地区110kV变电站均采用变压器Yd11接法，10kV侧没有中性点引出，因此必须配备接地变压器。接地变压器的功能是为中性点不接地系统引出一个中性点。接地变压器在电网正常运行时，绕组中只流过较小的励磁电流或者因中性点电压偏移引起的比较小的持续电流，显示为高阻作用；而在系统发生单相接地故障时，接地变压器绕组对正序、负序都呈现高阻抗，出现相对较高的中性点电流时，即零序电流则呈现低阻抗。通常接地变压器为曲折形绕组联结法的Z 型变压器，在中性点处引出中性点套管，加装接地电阻或消弧线圈。
2、变电站内一次设备及保护配置。原有站内消弧线圈控制柜与站内变压器共用一个开关柜，在进行小电阻接地系统改造时，需要将小电阻接地系统控制柜与所内变控制柜进行分离，同时安装方式需要进行适当调整。
3、10kV馈线设备及保护配置。对10kV馈线柜，每台须增加一只零序电流互感器，10kV电容柜分别增加两只零序电流互感器，10kV所内变压器柜各增加一只零序电流互感器，同时将其零序电流接入该站原有保护装置。10kV 馈线全部采用外附零序电流互感器。10kV馈线配置零序时限速断和零序过流保护装置，采用微机型保护装置的变电站，加装外附零序回路，投入微机零序时限速断和零序过流保护。新建和改造变电站的10kV系统，应配置二相电流互感器和外附零序电流互感器，并采用零序实现速断和零序过流保护的微机型保护装置。
4、开闭站、配电室设备及保护配置。对每台进线柜、馈线柜需增加一只零序电流互感器，若柜内原来已有零序电流互感器，但电流互感器厂家不属于电力公司框架内厂家，或者电流互感器没有通过测试，则酌情增加所需更换零序电流互感器数量。
如果开闭站现状保护装置为微机型保护，则原10kV进线保护装置继续使用，10kV进线小电流接地选线功能改为零序电流保护并闭锁10kV分段自投；原10kV出线保护装置继续使用，10kV出线小电流接地选线功能改为零序电流保护，保护动作于跳开本柜断路器；同时原来保护装置软件版本随本工程升级为最新版本。如果开闭站现状保护为电磁型保护，则将其更改为微机型保护装置，进线及馈线设置零序保护即可。
三、改造过程中须注意的问题
1、明确供电区域。在新城地区采用小电阻接地系统后，大兴电网将面临消弧线圈接地和小电阻接地系统并存的情况，须对采用小电阻接地系统的变电站及其供电区域进行研究，明确两种系统的分界面和交叉点。
2、配电设备提前规划。由于负荷需求的快速增长及变电站建设的滞后，地区内存在许多跨供电区域供电的情况，在明确小电阻接地的供电区域后，应对在此区域内的配电设施提前进行规划，配置相应零序保护装置或者预留将未来进行保护改造的空间，在变电站建成后迅速完成负荷导入和供电分区重新划分工作。
3、负荷接入控制。变电站建成后负荷接入通常包括两种情况：一种是将其他变电站供电负荷切改至新建站，另一种是为用户新出线路。为保证经小电阻接地系统的可靠运行，应对负荷接入进行一定的控制。对于切改至新建站的负荷，不可采用架空线路供电；新建配电线路均需采用电缆线路。
4、配电网互联。为提高10kV 配网供电可靠性，通常在110kV 变电站间有一条或者多条10kV 联络线路，在必要的时候一座变电站的负荷可通过相邻另一座或者多座变电站带出。由于大兴地区目前10kV 配网中性点均采用经消弧线圈接地系统，因此在出现小电阻接地方式后，应考虑配电网络互联带来的问题。
四、结语
总之，在现有科技条件和电力工业发展背景下，我们的电力工业工作者需坚定科学发展观，坚持实事求是原则，因地制宜，努力提升配电网中性点接地对电网安全可靠运行的保障。
参考文献：
[1] 王建华，浅谈10kV配电网中性点接地方式[J]，黑龙江科技信息，2011（17）.
[2] 叶文锋，10kV配电网供电可靠性研究[J]，科学之友，2011（10）.
论文作者:孙晓光,孙宁,刘大鹏,王启涵
论文发表刊物:《电力设备》第02期供稿
论文发表时间:2015/9/21
标签：变电站论文; 电阻论文; 弧线论文; 电流论文; 方式论文; 系统论文; 变压器论文; 《电力设备》第02期供稿论文;